JP3852799B2 - 反射型液晶表示装置用照明導光板 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射型液晶表示装置用照明導光板に関し、特に、反射型液晶表示装置を観察側から照明するのに用いるホログラムを設けた導光板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
外光の画素による選択反射によって画像等を観察可能にする反射型液晶表示装置は、消費電力が低い反面、外光により表示させるため、暗所では表示が見え難い問題がある。
【０００３】
そのため、通常、単色又は白黒表示の反射型液晶表示装置では、裏面の反射板を半透過のものとし、暗所ではその裏面に設置した光源からの照明光で表示できるようにしていた。また、腕時計、ポケットベル等の比較的表示面積の小さいものでは、表面側の側面に光源を配置し、その光源からの照明光で照明していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この反射型液晶表示装置でカラー表示させる場合、これらの方式には問題が生じる。まず、色表示させるためのカラーフィルターは、反射型液晶表示装置の場合、光がカラーフィルターを２度通過することを前提としており、上記のような半透過反射板を通しての裏面からの照明では、カラーフィルターを１度しか通過せず正しい色表示が不可能となる。
【０００５】
また、表面側の側面に光源を置くだけでは、表示部全体を均一に照明することができない。また、その場合、液晶層をかなり寝た角度（大きな入射角）で照明するため、コントラスト、色再現性にも問題が出る。
【０００６】
そのため、反射型液晶表示装置の表面側に透明体を設置し、その透明体側面にホログラムを設け、透明体の一端から入射させた光をその側面のホログラムによって回折させ、反射型液晶表示装置を照射するものが、再公表特許Ｗ０９６／０２８６２に示されている。
【０００７】
しかしながら、この配置によっても全面を均一に照明することは難しい。なぜなら、均一な性能を持つホログラムによって光源からの光を回折させると、光源近傍と遠方では回折光の明るさが大きく異なり、全面を均一に照明することができないためである。
【０００８】
本発明は従来技術のこのような問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、反射型液晶表示装置全面を均一に照明することができるホログラムを設けた導光板を提供することである。
【０００９】
また、本発明の別の目的は、カラーフィルターとして反射型ホログラムを使用した反射型液晶表示装置に上記導光板を組み合わせて、暗所ではもちろん明所でも明るく、高コントラストなカラー表示を可能とすることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の反射型液晶表示装置用照明導光板は、付属した光源からの照明光により反射型液晶表示装置の観察側から照明するための導光板において、前記光源が前記導光板の端面に面して配置され、その端面から前記導光板内に導入された照明光は全反射によって前記反射型液晶表示装置の表示領域全域に伝播させられ、前記導光板に設けられた拡散性のホログラムによりその内部で全反射によって伝播させられている照明光が前記反射型液晶表示装置側に拡散光として回折されて出るようになっていることを特徴とするものである。
【００１１】
この場合、ホログラムはパターニングされてホログラム記録域と非記録域に分けられているものとすることができる。そして、ホログラム記録域の非記録域に対する面積割合が、光源に近い程小さく、光源から離れるに従って大きくなっているようにすることが望ましい。
【００１２】
また、反射型液晶表示装置はカラー液晶表示装置であることが好ましい。そして、反射型液晶表示装置の色表示用カラーフィルターは、表示色に対応してパターニングされた反射型ホログラムカラーフィルターとすることができる。
【００１３】
また、反射型液晶表示装置の観察側に空気層を介在させて配置することが望ましい。
【００１４】
反射型ホログラムカラーフィルターを用いる場合、導光板のホログラムからの回折光の主光線の角度が、反射型ホログラムカラーフィルターに対する再生光主光線の角度と略同じであることが望ましい。
【００１５】
また、導光板のホログラムは、透過型ホログラムであっても、反射型ホログラムであってもよい。
【００１６】
また、光源に近い領域のホログラムに比較して、光源から離れた領域のホログラムの回折効率が高いものとすることもできる。
【００１７】
なお、ホログラム記録域の非記録域に対する面積割合が、光源に近い程小さく、光源から離れるに従って大きくなっているような場合に、そのホログラムは、ホログラム記録前に、網点の大きさ、頻度にグラデーションを付けたマスクを介してホログラム感材を感光させる光を照射して、ホログラム感材の一部の領域を失活させたものとすることができる。又は、ホログラム記録時に、網点の大きさ、頻度にグラデーションを付けたマスクを介して記録したものとすることもできる。
【００１８】
本発明においては、導光板内に導入された照明光は全反射によって反射型液晶表示装置の表示領域全域に伝播させられ、導光板に設けられた拡散性のホログラムによりその内部で全反射によって伝播させられている照明光が反射型液晶表示装置側に拡散光として回折されて出るようになっているので、表示装置を薄く保ったまま、表示領域全域を均一に照明することができる。また、光源に近い領域のホログラムに比較して、光源から離れた領域のホログラムの平均回折効率を高くすることにより、その均一性をより高めることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、実施例に基づいて本発明の反射型液晶表示装置用照明導光板を説明する。
まず、本発明による導光板を適用する反射型液晶表示装置の１例について説明する。なお、この例はあくまでも説明のためのものであり、本発明による導光板を適用する反射型液晶表示装置はこれに限られるものではなく、従来の吸収型のカラーフィルターを用いたカラー反射型液晶表示装置等、公知の何れの反射型液晶表示装置にも後記する本発明による導光板を適用することができる。
【００２０】
図６は反射型ホログラムカラーフィルターを用いた反射型液晶表示装置１０の構成を示す断面図であり、観察側の透明ガラス基板２と反対側の透明ガラス基板３との間に、ツイストネマチック等の液晶層１が挟持されており、観察側の透明ガラス基板２の内表面には、図示しないブラック・マトリックスとＩＴＯ等からなる一様な透明対向電極４が設けられ、観察側と反対側の透明ガラス基板３の内表面にはＲ、Ｇ、Ｂのカラー画素毎に独立に透明画素電極５とＴＦＴ６が設けられている。また、電極２、３の液晶層１側には不図示の配向層も設けて構成されている。そして、透明ガラス基板２、３の外表面にはそれぞれ偏光板７、８が貼り付けられており、例えばそれらの透過軸は相互に直交するように配置されている。そして、観察側と反対側の偏光板８の背面側外には、後記する反射型ホログラムカラーフィルター９が配置されている。
【００２１】
このような反射型液晶表示装置１０において、その前面（観察側）から所定角度で照明光１１が入射すると、照明光１１はＲ、Ｇ、Ｂ各画素の電圧印加状態に応じた強度変調を受けて反射型ホログラムカラーフィルター９側へ透過する。各画素Ｒ、Ｇ、Ｂを強度変調を受けて透過した光は、赤を表示する画素Ｒについては、反射型ホログラムカラーフィルター９の赤色反射フィルター要素９Ｒに入射し、その中の赤色波長成分λR のみが選択的に所定方向へ反射回折され、再度赤を表示する画素Ｒを同じ変調を受けて背面側から前面側へ透過し、赤色画素表示光１２Ｒとなる。フィルター要素９Ｒで回折されなかった波長成分λG 、λB は通過し、反射型ホログラムカラーフィルター９の背面に配置された不図示の吸収層により吸収される。同様に、緑を表示する画素Ｇについては、その画素Ｇで強度変調を受けて透過した光は、緑色反射フィルター要素９Ｇに入射し、その中の緑色波長成分λG のみが選択的に所定方向へ反射回折され、再度緑を表示する画素Ｇを同じ変調を受けて背面側から前面側へ透過し、赤色画素表示光１２Ｒと略同じ方向に進む緑色画素表示光１２Ｇとなる。また、青色表示する画素Ｂについては、その画素Ｂで強度変調を受けて透過した光は、青色反射フィルター要素９Ｂに入射し、その中の青色波長成分λB のみが選択的に所定方向へ反射回折され、再度青を表示する画素Ｂを同じ変調を受けて背面側から表面側へ透過し、赤色画素表示光１２Ｒ及び緑色画素表示光１２Ｇと略同じ方向に進む青色画素表示光１２Ｂとなる。
【００２２】
したがって、カラー表示単位中の画素Ｒ、Ｇ、Ｂの変調状態の組み合わせによって３つ色の表示光１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの加法混色により任意の色が任意の輝度で表示可能になり、２次元的に配置されたカラー表示単位の表示状態の組み合わせで表示光１２（１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ）の方向から観察可能なカラー画像が表示できる。
【００２３】
ここで、反射型ホログラムカラーフィルター９に用いられる体積型の反射ホログラムについて説明する。図７は体積型反射ホログラムの撮影方法とその作用を説明するための図であり、同図（ａ）において、フォトポリマー等の厚みのあるホログラム感光材料２０の両側からそれぞれ入射角θ1 、θ2 で波長λR （添字Ｒは赤色領域の波長を表す。以下、同様に、添字Ｇは緑色領域の波長、添字Ｂは青色領域の波長を表す。）の可干渉な物体光２１と参照光２２を入射させると、感光材料２０中には両者が干渉して干渉縞が記録される。このようにして記録されたホログラム２０’は、同図（ｂ）に示すように、記録の時の物体光２１と同じ入射角θ1 の照明光あるいは環境光２３中の波長λR 及びその近傍の波長の光のみを、記録の時の参照光２２と略同じ方向に進む射出角θ2 の光２４として選択的に反射回折し、照明光あるいは環境光２３中の他の波長λG 、λB の光２５、及び、入射角がθ1 以外の光は通過してしまう。他の波長λG 、λB を用いて同様に記録したホログラムも同様である。
【００２４】
このように、体積型反射ホログラムは波長選択性及び角度選択性に優れたものであり、感光材料の厚さ、記録条件、後処理条件等を選択することにより、回折波長域の半値幅、回折方向の範囲等をある程度制御可能である。
【００２５】
さて、以上のような回折波長がそれぞれ赤色領域、緑色領域、青色領域にある３つの微小なホログラムをアレー状に周期的に配置してなる反射型ホログラムカラーフィルター９を作製すると、図８に示すように、所定方向から入射する照明光あるいは環境光１１は反射型ホログラムカラーフィルター９により所定方向に反射回折光１２として反射回折されるが、反射型ホログラムカラーフィルター９中の赤色反射回折ホログラム要素９Ｒはその方向に赤色領域の波長λR のみを回折する。同様に、反射型ホログラムカラーフィルター９中の緑色反射回折ホログラム要素９Ｇはその方向に緑色領域の波長λG のみを、青色反射回折ホログラム要素９Ｂはその方向に青色領域の波長λB のみを回折する。すなわち、反射型ホログラムカラーフィルター９は、Ｒ、Ｇ、Ｂ三原色の反射フィルター要素９Ｒ、９Ｇ、９Ｂからなる反射型ホログラムカラーフィルターとしての作用を有することになる。
【００２６】
さて、本発明に基づいて、例えば図６に示したような構成の反射型液晶表示装置１０の観察側前面に、反射型液晶表示装置１０を前面側から照明するための導光板を配置する。図１はその１例であり、反射型液晶表示装置１０の観察側前面に若干の間隔をおいて平行に配置される導光板３０は、透明な平行平面板３１の反射型液晶表示装置１０に面する側面に透過型ホログラム３２が接着されてなるもので、透過型ホログラム３２の作製方法については後記する。そして、導光板３０の一端には光源３３が配置されており、その光源３３からの光３５は導光板３０の一端から内部に入射され、平行平面板３１内で全反射を繰り返して光源３３が配置された端部からそれに向かい合った端部まで導光される。なお、図では光源３３からの光を効率良く導光板３０内部へ入射させるために集光鏡３４が光源３３の背後に配置されている。
【００２７】
ここで、透過型ホログラム３２は、平行平面板３１内で導光され透過型ホログラム３２に臨界角以上の所定の角度で入射する光を導光板３０の外へ回折光３６として回折する特性を有するもので、回折光３６は、図６、図８の照明光１１の方向及びその方向の近傍の方向へ進む光である。そして、透過型ホログラム３２の回折効率は、平均して光源３３に近い程低く、光源３３から離れるに従って高く設定されている。このような回折効率の分布を持たせるためには、１つの手段としては、ホログラム撮影のときの物体光と参照光の光強度に所望の回折効率が得られるように分布を持たせるようにしてもよいが、図１に示すように、透過型ホログラム３２を網点状にパターニングされた微細ホログラム３２’の集合体とし、その微細ホログラム３２’の面積割合を光源に近い程小さく、光源３３から離れるに従って大きくなるようにすればよい。
【００２８】
透過型ホログラム３２がこのような構成であるので、光源３３からの光３５は、導光板３０の一端から内部に入射しその内部で全反射を繰り返しながら光源３３とは反対側の端部へ導光される間、透過型ホログラム３２により回折され、照明光１１と略等しい照明光３６となる。透過型ホログラム３２の回折効率に上記のような面内分布があるので、光源３３近傍でも遠方でも回折光３６の強度（明るさ）が略同じになり、全面を均一に照明することができる。しかも、回折光３６は、反射型ホログラムカラーフィルター９のための照明光１１の入射角と同じに設定されているので、クリアなカラー表示が可能になる。なお、照明光源３３を点灯しない場合は、図６に示すように、反射型液晶表示装置１０は環境光中の特定の入射角の光１１により照明され表示されるが、透過型ホログラム３２の上記のような回折効率分布により表示の明るさに不均一な分布が出る可能性もある。これを防止するためには、反射型ホログラムカラーフィルター９の再生角度特性をある程度広げておけばよい。
【００２９】
図２は別の形式の導光板を例えば図６に示したような構成の反射型液晶表示装置１０の観察側前面に配置した例を示す図であり、反射型液晶表示装置１０の観察側前面に若干の間隔をおいて平行に配置される導光板３７は、透明な平行平面板３１の反射型液晶表示装置１０とは反対側の側面に反射型ホログラム３８が接着されてなるものであり、反射型ホログラム３８の作製方法についても後記する。そして、導光板３７の一端には光源３３が配置されており、その光源３３からの光３５は導光板３７の一端から内部に入射され、平行平面板３１内で全反射を繰り返して光源３３が配置された端部からそれに向かい合った端部まで導光される。この場合も、光源３３からの光を効率良く導光板３０内部へ入射させるために光源３３の背後に集光鏡３４が配置されている。
【００３０】
ここで、反射型ホログラム３８は、平行平面板３１内で導光され反射型ホログラム３８に臨界角以上の所定の角度で入射する光を平行平面板３１内へ臨界角より小さい角度で回折し、導光板３０の反対側の面から外へ回折光３６として出す特性を有するもので、回折光３６は、図６、図８の照明光１１の方向及びその方向の近傍の方向へ進む光である。そして、この例の場合も、反射型ホログラム３８の回折効率は、平均して光源３３に近い程低く、光源３３から離れるに従って高く設定されている。このような回折効率の分布を持たせるためには、１つの手段としては、ホログラム撮影のときの物体光と参照光の光強度に所望の回折効率が得られるように分布を持たせるようにしてもよいが、図２に示すように、反射型ホログラム３８を網点状にパターニングされた微細ホログラム３８’の集合体とし、その微細ホログラム３８’の面積割合を光源に近い程小さく、光源３３から離れるに従って大きくなるようにすればよい。
【００３１】
反射型ホログラム３８がこのような構成であるので、光源３３からの光３５は、導光板３０の一端から内部に入射しその内部で全反射を繰り返しながら光源３３とは反対側の端部へ導光される間、反射型ホログラム３８により回折され、照明光１１と略等しい照明光３６となる。透過型ホログラム３８の回折効率に上記のような面内分布があるので、光源３３近傍でも遠方でも回折光３６の強度（明るさ）が略同じになり、全面を均一に照明することができる。しかも、回折光３６は、反射型ホログラムカラーフィルター９のための照明光１１の入射角と同じに設定されているので、クリアなカラー表示が可能になる。
【００３２】
次に、上記のような透過型ホログラム３２と反射型ホログラム３８の作製方法を説明する。図３（ａ）には透過型ホログラム３２を撮影するための基本配置を、図３（ｂ）には反射型ホログラム３８を撮影するための基本配置を示してある。図３（ａ）においては、透過型ホログラム感材４０に対して同じ側から、導光板３０内部で全反射を繰り返しながら導かれる特定の入射角の光３５のその入射角に対応する角度α（臨界角以上の角度）で入射する参照光４１と、照明光３６と同じ方向に進む物体光４２を入射させる配置としており、導光板３０と同じ屈折率の下でホログラム撮影するために、透過型ホログラム感材４０を透明プリズム体４４（屈折率が平行平面板３１と同じもの）の下面４５に貼り付け、透明プリズム体４４を通して参照光４１と物体光４２を入射させて透過型ホログラム感材４０内で両光を干渉させている。なお、透明プリズム体４４の参照光４１が入射する面４６と物体光４２が入射する面４７とは、それぞれの光の進行方向に対して垂直な面とすることが望ましい。また、上記のような導光板３０を適用する反射型液晶表示装置に反射型ホログラムカラーフィルター９を用いる場合は必ずしも必要ないが（吸収型のカラーフィルターを用いる場合は必要である。）、物体光４２の光路中にすりガラス等の拡散板４３を配置して撮影し、作製されたホログラムからの回折光３６が拡散特性を持つようにする。
【００３３】
また、反射型ホログラム３８を撮影するための基本配置を示す図３（ｂ）においては、反射型ホログラム感材５０に対して相互に反対側から、導光板３７内部で全反射を繰り返しながら導かれる特定の入射角の光３５のその入射角に対応する角度α（臨界角以上の角度）で入射する参照光５１と、照明光３６と反対方向に進む物体光５２を入射させる配置としており、導光板３７と同じ屈折率の下でホログラム撮影するために、参照光５１側に透明プリズム体５３（屈折率が平行平面板３１と同じもの）を配置しその下面５４に反射型ホログラム感材５０を貼り付け、透明プリズム体５３を通して参照光５１を入射させて、その参照光５１と反対側の空気を通して入射する物体光５２とを反射型ホログラム感材５０内で干渉させて反射型ホログラム３８を撮影する。この場合も、透明プリズム体５３の参照光５１が入射する面５５を光の進行方向に対して垂直な面とすることが望ましい。また、上記のような導光板３７を適用する反射型液晶表示装置に反射型ホログラムカラーフィルター９を用いる場合は必ずしも必要ない（吸収型のカラーフィルターを用いる場合は必要である。物体光５２の光路中にすりガラス等の拡散板４３を配置して撮影し、作製されたホログラムからの回折光３６が拡散特性を持つようにしてもよい。）。
【００３４】
ところで、図３のような配置で作製した透過型ホログラム３２及び反射型ホログラム３８は、回折効率がその面内の一様であり、図１、図２の場合のように、光源３３に近い程低く光源３３から離れるに従って高くなってはいない。図１、図２で説明したように、網点状にパターニングされた微細ホログラム３２’又は３８’の集合体とし、その微細ホログラム３２’又は３８’の面積割合を光源に近い程小さく、光源３３から離れるに従って大きくなるようにするには、図４に示すように、微細ホログラム３２’、３８’の集合全体のパターンと同じ遮光パターンを持ったグラデーションマスク５７、すなわち、微細ホログラム３２’、３８’に対応する領域が遮光され、微細ホログラム３２’、３８’間の透明部に対応する領域が透明になっているグラデーションマスク５７を用意し、図３のような配置での撮影に先立って透過型ホログラム感材４０又は反射型ホログラム感材５０の上に重ねて、グラデーションマスク５７側から感材４０又は５０を感光させる紫外線等の光５８を照射することにより、予め微細ホログラム３２’、３８’間が対応する感材領域を感光させて失活させておけばよい。このように選択領域を予め失活させた透過型ホログラム感材４０又は反射型ホログラム感材５０を用いて図３の配置でホログラムを撮影することにより、図１、図２のような回折効率の分布を持った透過型ホログラム３２、反射型ホログラム３８が得られる。
【００３５】
このような予め選択領域を失活させたホログラム感材を用いる代わりに、図５に示すように、微細ホログラム３２’、３８’の集合全体のパターンと同じ透明パターンを持ったグラデーションマスク５９、すなわち、微細ホログラム３２’、３８’に対応する領域が透明で、微細ホログラム３２’、３８’間の透明部に対応する領域が不透明になっているグラデーションマスク５９を用意し、このグラデーションマスク５９を介して透過型ホログラムあるいは反射型ホログラムを撮影すれば、同様に図１、図２のような回折効率の分布を持った透過型ホログラム３２、反射型ホログラム３８が得られる。なお、図５（ａ）は図３（ａ）に対応する透過型ホログラム３２を撮影するための配置であり、図５（ｂ）は図３（ｂ）に対応する反射型ホログラム３８を撮影するための配置である。図５から明らかなように、透過型ホログラム３２の撮影の場合は、１枚のグラデーションマスク５９を透過型ホログラム感材４０の片側に重ね合わせてその側に参照光４１と物体光４２を入射させ、反射型ホログラム３８の撮影の場合は、同じパターンのグラデーションマスク５９を反射型ホログラム感材５０の両側に位置合わせして重ね合わせ、それぞれを介して参照光５１と物体光５２を入射させる。
【００３６】
なお、以上のグラデーションマスク５７、５９の代わりに、透過率（濃度）が連続的に変化する濃度フィルターを用いても同様に回折効率の分布を持った透過型ホログラム３２、反射型ホログラム３８が得られる。
なお、以上の説明では透過型ホログラム３２、反射型ホログラム３８共、回折波長については言及しなかったが、Ｒ、Ｇ、Ｂ波長領域の光を同様に回折するものであり、ホログラム３２、３８を作製する場合、３つの色について多重記録するか、あるいは、各色のホログラムを記録した層３層でホログラム３２、３８を構成する。
【００３７】
以上、本発明の反射型液晶表示装置用照明導光板を実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されずに種々の変形が可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の反射型液晶表示装置用照明導光板によると、導光板内に導入された照明光は全反射によって反射型液晶表示装置の表示領域全域に伝播させられ、導光板に設けられた拡散性のホログラムによりその内部で全反射によって伝播させられている照明光が反射型液晶表示装置側に拡散光として回折されて出るようになっているので、表示装置を薄く保ったまま、表示領域全域を均一に照明することができる。また、光源に近い領域のホログラムに比較して、光源から離れた領域のホログラムの平均回折効率を高くすることにより、その均一性をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による導光板を配置した反射型液晶表示装置の１例の断面図である。
【図２】本発明による他の導光板を配置した反射型液晶表示装置の１例の断面図である。
【図３】本発明による導光板に用いるホログラムを撮影するための基本配置を示す図である。
【図４】ホログラムに回折効率分布を持たせるために予め選択領域を失活させる配置を示す図である。
【図５】ホログラム撮影の際にホログラムに回折効率分布を持たせるための配置を示す図である。
【図６】反射型ホログラムカラーフィルターを用いた反射型液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図７】体積型反射ホログラムの撮影方法とその作用を説明するための図である。
【図８】反射型ホログラムカラーフィルターの作用を説明するための図である。
【符号の説明】
１…液晶層
２、３…透明ガラス基板
４…透明対向電極
５…透明画素電極
６…ＴＦＴ
７、８…偏光板
９…反射型ホログラムカラーフィルター
９Ｒ、９Ｇ、９Ｂ…ホログラム要素
１０…反射型液晶表示装置
１１…照明光
１２…表示光
２０…ホログラム感光材料
２０’…ホログラム
２１…物体光
２２…参照光
２３…照明光（環境光）
２４…反射回折光
２５…非回折光
３０…導光板
３１…平行平面板
３２…透過型ホログラム
３２’…微細ホログラム
３３…光源
３４…集光鏡
３５…照明光
３６…回折光
３７…導光板
３８…反射型ホログラム
３８’…微細ホログラム
４０…透過型ホログラム感材
４１…参照光
４２…物体光
４３…拡散板
４４…透明プリズム体
４５…透明プリズム体のホログラム感材貼り付け面
４６…透明プリズム体の参照光入射面
４７…透明プリズム体の物体光入射面
５０…反射型ホログラム感材
５１…参照光
５２…物体光
５３…透明プリズム体
５４…透明プリズム体のホログラム感材貼り付け面
５５…透明プリズム体の参照光入射面
５７…グラデーションマスク
５８…失活光
５９…グラデーションマスク
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射型液晶表示装置用照明導光板に関し、特に、反射型液晶表示装置を観察側から照明するのに用いるホログラムを設けた導光板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
外光の画素による選択反射によって画像等を観察可能にする反射型液晶表示装置は、消費電力が低い反面、外光により表示させるため、暗所では表示が見え難い問題がある。
【０００３】
そのため、通常、単色又は白黒表示の反射型液晶表示装置では、裏面の反射板を半透過のものとし、暗所ではその裏面に設置した光源からの照明光で表示できるようにしていた。また、腕時計、ポケットベル等の比較的表示面積の小さいものでは、表面側の側面に光源を配置し、その光源からの照明光で照明していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この反射型液晶表示装置でカラー表示させる場合、これらの方式には問題が生じる。まず、色表示させるためのカラーフィルターは、反射型液晶表示装置の場合、光がカラーフィルターを２度通過することを前提としており、上記のような半透過反射板を通しての裏面からの照明では、カラーフィルターを１度しか通過せず正しい色表示が不可能となる。
【０００５】
また、表面側の側面に光源を置くだけでは、表示部全体を均一に照明することができない。また、その場合、液晶層をかなり寝た角度（大きな入射角）で照明するため、コントラスト、色再現性にも問題が出る。
【０００６】
そのため、反射型液晶表示装置の表面側に透明体を設置し、その透明体側面にホログラムを設け、透明体の一端から入射させた光をその側面のホログラムによって回折させ、反射型液晶表示装置を照射するものが、再公表特許Ｗ０９６／０２８６２に示されている。
【０００７】
しかしながら、この配置によっても全面を均一に照明することは難しい。なぜなら、均一な性能を持つホログラムによって光源からの光を回折させると、光源近傍と遠方では回折光の明るさが大きく異なり、全面を均一に照明することができないためである。
【０００８】
本発明は従来技術のこのような問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、反射型液晶表示装置全面を均一に照明することができるホログラムを設けた導光板を提供することである。
【０００９】
また、本発明の別の目的は、カラーフィルターとして反射型ホログラムを使用した反射型液晶表示装置に上記導光板を組み合わせて、暗所ではもちろん明所でも明るく、高コントラストなカラー表示を可能とすることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の反射型液晶表示装置用照明導光板は、付属した光源からの照明光により反射型液晶表示装置の観察側から照明するための導光板において、前記光源が前記導光板の端面に面して配置され、その端面から前記導光板内に導入された照明光は全反射によって前記反射型液晶表示装置の表示領域全域に伝播させられ、前記導光板に設けられた拡散性のホログラムによりその内部で全反射によって伝播させられている照明光が前記反射型液晶表示装置側に拡散光として回折されて出るようになっていることを特徴とするものである。
【００１１】
この場合、ホログラムはパターニングされてホログラム記録域と非記録域に分けられているものとすることができる。そして、ホログラム記録域の非記録域に対する面積割合が、光源に近い程小さく、光源から離れるに従って大きくなっているようにすることが望ましい。
【００１２】
また、反射型液晶表示装置はカラー液晶表示装置であることが好ましい。そして、反射型液晶表示装置の色表示用カラーフィルターは、表示色に対応してパターニングされた反射型ホログラムカラーフィルターとすることができる。
【００１３】
また、反射型液晶表示装置の観察側に空気層を介在させて配置することが望ましい。
【００１４】
反射型ホログラムカラーフィルターを用いる場合、導光板のホログラムからの回折光の主光線の角度が、反射型ホログラムカラーフィルターに対する再生光主光線の角度と略同じであることが望ましい。
【００１５】
また、導光板のホログラムは、透過型ホログラムであっても、反射型ホログラムであってもよい。
【００１６】
また、光源に近い領域のホログラムに比較して、光源から離れた領域のホログラムの回折効率が高いものとすることもできる。
【００１７】
なお、ホログラム記録域の非記録域に対する面積割合が、光源に近い程小さく、光源から離れるに従って大きくなっているような場合に、そのホログラムは、ホログラム記録前に、網点の大きさ、頻度にグラデーションを付けたマスクを介してホログラム感材を感光させる光を照射して、ホログラム感材の一部の領域を失活させたものとすることができる。又は、ホログラム記録時に、網点の大きさ、頻度にグラデーションを付けたマスクを介して記録したものとすることもできる。
【００１８】
本発明においては、導光板内に導入された照明光は全反射によって反射型液晶表示装置の表示領域全域に伝播させられ、導光板に設けられた拡散性のホログラムによりその内部で全反射によって伝播させられている照明光が反射型液晶表示装置側に拡散光として回折されて出るようになっているので、表示装置を薄く保ったまま、表示領域全域を均一に照明することができる。また、光源に近い領域のホログラムに比較して、光源から離れた領域のホログラムの平均回折効率を高くすることにより、その均一性をより高めることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、実施例に基づいて本発明の反射型液晶表示装置用照明導光板を説明する。
まず、本発明による導光板を適用する反射型液晶表示装置の１例について説明する。なお、この例はあくまでも説明のためのものであり、本発明による導光板を適用する反射型液晶表示装置はこれに限られるものではなく、従来の吸収型のカラーフィルターを用いたカラー反射型液晶表示装置等、公知の何れの反射型液晶表示装置にも後記する本発明による導光板を適用することができる。
【００２０】
図６は反射型ホログラムカラーフィルターを用いた反射型液晶表示装置１０の構成を示す断面図であり、観察側の透明ガラス基板２と反対側の透明ガラス基板３との間に、ツイストネマチック等の液晶層１が挟持されており、観察側の透明ガラス基板２の内表面には、図示しないブラック・マトリックスとＩＴＯ等からなる一様な透明対向電極４が設けられ、観察側と反対側の透明ガラス基板３の内表面にはＲ、Ｇ、Ｂのカラー画素毎に独立に透明画素電極５とＴＦＴ６が設けられている。また、電極２、３の液晶層１側には不図示の配向層も設けて構成されている。そして、透明ガラス基板２、３の外表面にはそれぞれ偏光板７、８が貼り付けられており、例えばそれらの透過軸は相互に直交するように配置されている。そして、観察側と反対側の偏光板８の背面側外には、後記する反射型ホログラムカラーフィルター９が配置されている。
【００２１】
このような反射型液晶表示装置１０において、その前面（観察側）から所定角度で照明光１１が入射すると、照明光１１はＲ、Ｇ、Ｂ各画素の電圧印加状態に応じた強度変調を受けて反射型ホログラムカラーフィルター９側へ透過する。各画素Ｒ、Ｇ、Ｂを強度変調を受けて透過した光は、赤を表示する画素Ｒについては、反射型ホログラムカラーフィルター９の赤色反射フィルター要素９Ｒに入射し、その中の赤色波長成分λR のみが選択的に所定方向へ反射回折され、再度赤を表示する画素Ｒを同じ変調を受けて背面側から前面側へ透過し、赤色画素表示光１２Ｒとなる。フィルター要素９Ｒで回折されなかった波長成分λG 、λB は通過し、反射型ホログラムカラーフィルター９の背面に配置された不図示の吸収層により吸収される。同様に、緑を表示する画素Ｇについては、その画素Ｇで強度変調を受けて透過した光は、緑色反射フィルター要素９Ｇに入射し、その中の緑色波長成分λG のみが選択的に所定方向へ反射回折され、再度緑を表示する画素Ｇを同じ変調を受けて背面側から前面側へ透過し、赤色画素表示光１２Ｒと略同じ方向に進む緑色画素表示光１２Ｇとなる。また、青色表示する画素Ｂについては、その画素Ｂで強度変調を受けて透過した光は、青色反射フィルター要素９Ｂに入射し、その中の青色波長成分λB のみが選択的に所定方向へ反射回折され、再度青を表示する画素Ｂを同じ変調を受けて背面側から表面側へ透過し、赤色画素表示光１２Ｒ及び緑色画素表示光１２Ｇと略同じ方向に進む青色画素表示光１２Ｂとなる。
【００２２】
したがって、カラー表示単位中の画素Ｒ、Ｇ、Ｂの変調状態の組み合わせによって３つ色の表示光１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの加法混色により任意の色が任意の輝度で表示可能になり、２次元的に配置されたカラー表示単位の表示状態の組み合わせで表示光１２（１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ）の方向から観察可能なカラー画像が表示できる。
【００２３】
ここで、反射型ホログラムカラーフィルター９に用いられる体積型の反射ホログラムについて説明する。図７は体積型反射ホログラムの撮影方法とその作用を説明するための図であり、同図（ａ）において、フォトポリマー等の厚みのあるホログラム感光材料２０の両側からそれぞれ入射角θ1 、θ2 で波長λR （添字Ｒは赤色領域の波長を表す。以下、同様に、添字Ｇは緑色領域の波長、添字Ｂは青色領域の波長を表す。）の可干渉な物体光２１と参照光２２を入射させると、感光材料２０中には両者が干渉して干渉縞が記録される。このようにして記録されたホログラム２０’は、同図（ｂ）に示すように、記録の時の物体光２１と同じ入射角θ1 の照明光あるいは環境光２３中の波長λR 及びその近傍の波長の光のみを、記録の時の参照光２２と略同じ方向に進む射出角θ2 の光２４として選択的に反射回折し、照明光あるいは環境光２３中の他の波長λG 、λB の光２５、及び、入射角がθ1 以外の光は通過してしまう。他の波長λG 、λB を用いて同様に記録したホログラムも同様である。
【００２４】
このように、体積型反射ホログラムは波長選択性及び角度選択性に優れたものであり、感光材料の厚さ、記録条件、後処理条件等を選択することにより、回折波長域の半値幅、回折方向の範囲等をある程度制御可能である。
【００２５】
さて、以上のような回折波長がそれぞれ赤色領域、緑色領域、青色領域にある３つの微小なホログラムをアレー状に周期的に配置してなる反射型ホログラムカラーフィルター９を作製すると、図８に示すように、所定方向から入射する照明光あるいは環境光１１は反射型ホログラムカラーフィルター９により所定方向に反射回折光１２として反射回折されるが、反射型ホログラムカラーフィルター９中の赤色反射回折ホログラム要素９Ｒはその方向に赤色領域の波長λR のみを回折する。同様に、反射型ホログラムカラーフィルター９中の緑色反射回折ホログラム要素９Ｇはその方向に緑色領域の波長λG のみを、青色反射回折ホログラム要素９Ｂはその方向に青色領域の波長λB のみを回折する。すなわち、反射型ホログラムカラーフィルター９は、Ｒ、Ｇ、Ｂ三原色の反射フィルター要素９Ｒ、９Ｇ、９Ｂからなる反射型ホログラムカラーフィルターとしての作用を有することになる。
【００２６】
さて、本発明に基づいて、例えば図６に示したような構成の反射型液晶表示装置１０の観察側前面に、反射型液晶表示装置１０を前面側から照明するための導光板を配置する。図１はその１例であり、反射型液晶表示装置１０の観察側前面に若干の間隔をおいて平行に配置される導光板３０は、透明な平行平面板３１の反射型液晶表示装置１０に面する側面に透過型ホログラム３２が接着されてなるもので、透過型ホログラム３２の作製方法については後記する。そして、導光板３０の一端には光源３３が配置されており、その光源３３からの光３５は導光板３０の一端から内部に入射され、平行平面板３１内で全反射を繰り返して光源３３が配置された端部からそれに向かい合った端部まで導光される。なお、図では光源３３からの光を効率良く導光板３０内部へ入射させるために集光鏡３４が光源３３の背後に配置されている。
【００２７】
ここで、透過型ホログラム３２は、平行平面板３１内で導光され透過型ホログラム３２に臨界角以上の所定の角度で入射する光を導光板３０の外へ回折光３６として回折する特性を有するもので、回折光３６は、図６、図８の照明光１１の方向及びその方向の近傍の方向へ進む光である。そして、透過型ホログラム３２の回折効率は、平均して光源３３に近い程低く、光源３３から離れるに従って高く設定されている。このような回折効率の分布を持たせるためには、１つの手段としては、ホログラム撮影のときの物体光と参照光の光強度に所望の回折効率が得られるように分布を持たせるようにしてもよいが、図１に示すように、透過型ホログラム３２を網点状にパターニングされた微細ホログラム３２’の集合体とし、その微細ホログラム３２’の面積割合を光源に近い程小さく、光源３３から離れるに従って大きくなるようにすればよい。
【００２８】
透過型ホログラム３２がこのような構成であるので、光源３３からの光３５は、導光板３０の一端から内部に入射しその内部で全反射を繰り返しながら光源３３とは反対側の端部へ導光される間、透過型ホログラム３２により回折され、照明光１１と略等しい照明光３６となる。透過型ホログラム３２の回折効率に上記のような面内分布があるので、光源３３近傍でも遠方でも回折光３６の強度（明るさ）が略同じになり、全面を均一に照明することができる。しかも、回折光３６は、反射型ホログラムカラーフィルター９のための照明光１１の入射角と同じに設定されているので、クリアなカラー表示が可能になる。なお、照明光源３３を点灯しない場合は、図６に示すように、反射型液晶表示装置１０は環境光中の特定の入射角の光１１により照明され表示されるが、透過型ホログラム３２の上記のような回折効率分布により表示の明るさに不均一な分布が出る可能性もある。これを防止するためには、反射型ホログラムカラーフィルター９の再生角度特性をある程度広げておけばよい。
【００２９】
図２は別の形式の導光板を例えば図６に示したような構成の反射型液晶表示装置１０の観察側前面に配置した例を示す図であり、反射型液晶表示装置１０の観察側前面に若干の間隔をおいて平行に配置される導光板３７は、透明な平行平面板３１の反射型液晶表示装置１０とは反対側の側面に反射型ホログラム３８が接着されてなるものであり、反射型ホログラム３８の作製方法についても後記する。そして、導光板３７の一端には光源３３が配置されており、その光源３３からの光３５は導光板３７の一端から内部に入射され、平行平面板３１内で全反射を繰り返して光源３３が配置された端部からそれに向かい合った端部まで導光される。この場合も、光源３３からの光を効率良く導光板３０内部へ入射させるために光源３３の背後に集光鏡３４が配置されている。
【００３０】
ここで、反射型ホログラム３８は、平行平面板３１内で導光され反射型ホログラム３８に臨界角以上の所定の角度で入射する光を平行平面板３１内へ臨界角より小さい角度で回折し、導光板３０の反対側の面から外へ回折光３６として出す特性を有するもので、回折光３６は、図６、図８の照明光１１の方向及びその方向の近傍の方向へ進む光である。そして、この例の場合も、反射型ホログラム３８の回折効率は、平均して光源３３に近い程低く、光源３３から離れるに従って高く設定されている。このような回折効率の分布を持たせるためには、１つの手段としては、ホログラム撮影のときの物体光と参照光の光強度に所望の回折効率が得られるように分布を持たせるようにしてもよいが、図２に示すように、反射型ホログラム３８を網点状にパターニングされた微細ホログラム３８’の集合体とし、その微細ホログラム３８’の面積割合を光源に近い程小さく、光源３３から離れるに従って大きくなるようにすればよい。
【００３１】
反射型ホログラム３８がこのような構成であるので、光源３３からの光３５は、導光板３０の一端から内部に入射しその内部で全反射を繰り返しながら光源３３とは反対側の端部へ導光される間、反射型ホログラム３８により回折され、照明光１１と略等しい照明光３６となる。透過型ホログラム３８の回折効率に上記のような面内分布があるので、光源３３近傍でも遠方でも回折光３６の強度（明るさ）が略同じになり、全面を均一に照明することができる。しかも、回折光３６は、反射型ホログラムカラーフィルター９のための照明光１１の入射角と同じに設定されているので、クリアなカラー表示が可能になる。
【００３２】
次に、上記のような透過型ホログラム３２と反射型ホログラム３８の作製方法を説明する。図３（ａ）には透過型ホログラム３２を撮影するための基本配置を、図３（ｂ）には反射型ホログラム３８を撮影するための基本配置を示してある。図３（ａ）においては、透過型ホログラム感材４０に対して同じ側から、導光板３０内部で全反射を繰り返しながら導かれる特定の入射角の光３５のその入射角に対応する角度α（臨界角以上の角度）で入射する参照光４１と、照明光３６と同じ方向に進む物体光４２を入射させる配置としており、導光板３０と同じ屈折率の下でホログラム撮影するために、透過型ホログラム感材４０を透明プリズム体４４（屈折率が平行平面板３１と同じもの）の下面４５に貼り付け、透明プリズム体４４を通して参照光４１と物体光４２を入射させて透過型ホログラム感材４０内で両光を干渉させている。なお、透明プリズム体４４の参照光４１が入射する面４６と物体光４２が入射する面４７とは、それぞれの光の進行方向に対して垂直な面とすることが望ましい。また、上記のような導光板３０を適用する反射型液晶表示装置に反射型ホログラムカラーフィルター９を用いる場合は必ずしも必要ないが（吸収型のカラーフィルターを用いる場合は必要である。）、物体光４２の光路中にすりガラス等の拡散板４３を配置して撮影し、作製されたホログラムからの回折光３６が拡散特性を持つようにする。
【００３３】
また、反射型ホログラム３８を撮影するための基本配置を示す図３（ｂ）においては、反射型ホログラム感材５０に対して相互に反対側から、導光板３７内部で全反射を繰り返しながら導かれる特定の入射角の光３５のその入射角に対応する角度α（臨界角以上の角度）で入射する参照光５１と、照明光３６と反対方向に進む物体光５２を入射させる配置としており、導光板３７と同じ屈折率の下でホログラム撮影するために、参照光５１側に透明プリズム体５３（屈折率が平行平面板３１と同じもの）を配置しその下面５４に反射型ホログラム感材５０を貼り付け、透明プリズム体５３を通して参照光５１を入射させて、その参照光５１と反対側の空気を通して入射する物体光５２とを反射型ホログラム感材５０内で干渉させて反射型ホログラム３８を撮影する。この場合も、透明プリズム体５３の参照光５１が入射する面５５を光の進行方向に対して垂直な面とすることが望ましい。また、上記のような導光板３７を適用する反射型液晶表示装置に反射型ホログラムカラーフィルター９を用いる場合は必ずしも必要ない（吸収型のカラーフィルターを用いる場合は必要である。物体光５２の光路中にすりガラス等の拡散板４３を配置して撮影し、作製されたホログラムからの回折光３６が拡散特性を持つようにしてもよい。）。
【００３４】
ところで、図３のような配置で作製した透過型ホログラム３２及び反射型ホログラム３８は、回折効率がその面内の一様であり、図１、図２の場合のように、光源３３に近い程低く光源３３から離れるに従って高くなってはいない。図１、図２で説明したように、網点状にパターニングされた微細ホログラム３２’又は３８’の集合体とし、その微細ホログラム３２’又は３８’の面積割合を光源に近い程小さく、光源３３から離れるに従って大きくなるようにするには、図４に示すように、微細ホログラム３２’、３８’の集合全体のパターンと同じ遮光パターンを持ったグラデーションマスク５７、すなわち、微細ホログラム３２’、３８’に対応する領域が遮光され、微細ホログラム３２’、３８’間の透明部に対応する領域が透明になっているグラデーションマスク５７を用意し、図３のような配置での撮影に先立って透過型ホログラム感材４０又は反射型ホログラム感材５０の上に重ねて、グラデーションマスク５７側から感材４０又は５０を感光させる紫外線等の光５８を照射することにより、予め微細ホログラム３２’、３８’間が対応する感材領域を感光させて失活させておけばよい。このように選択領域を予め失活させた透過型ホログラム感材４０又は反射型ホログラム感材５０を用いて図３の配置でホログラムを撮影することにより、図１、図２のような回折効率の分布を持った透過型ホログラム３２、反射型ホログラム３８が得られる。
【００３５】
このような予め選択領域を失活させたホログラム感材を用いる代わりに、図５に示すように、微細ホログラム３２’、３８’の集合全体のパターンと同じ透明パターンを持ったグラデーションマスク５９、すなわち、微細ホログラム３２’、３８’に対応する領域が透明で、微細ホログラム３２’、３８’間の透明部に対応する領域が不透明になっているグラデーションマスク５９を用意し、このグラデーションマスク５９を介して透過型ホログラムあるいは反射型ホログラムを撮影すれば、同様に図１、図２のような回折効率の分布を持った透過型ホログラム３２、反射型ホログラム３８が得られる。なお、図５（ａ）は図３（ａ）に対応する透過型ホログラム３２を撮影するための配置であり、図５（ｂ）は図３（ｂ）に対応する反射型ホログラム３８を撮影するための配置である。図５から明らかなように、透過型ホログラム３２の撮影の場合は、１枚のグラデーションマスク５９を透過型ホログラム感材４０の片側に重ね合わせてその側に参照光４１と物体光４２を入射させ、反射型ホログラム３８の撮影の場合は、同じパターンのグラデーションマスク５９を反射型ホログラム感材５０の両側に位置合わせして重ね合わせ、それぞれを介して参照光５１と物体光５２を入射させる。
【００３６】
なお、以上のグラデーションマスク５７、５９の代わりに、透過率（濃度）が連続的に変化する濃度フィルターを用いても同様に回折効率の分布を持った透過型ホログラム３２、反射型ホログラム３８が得られる。
なお、以上の説明では透過型ホログラム３２、反射型ホログラム３８共、回折波長については言及しなかったが、Ｒ、Ｇ、Ｂ波長領域の光を同様に回折するものであり、ホログラム３２、３８を作製する場合、３つの色について多重記録するか、あるいは、各色のホログラムを記録した層３層でホログラム３２、３８を構成する。
【００３７】
以上、本発明の反射型液晶表示装置用照明導光板を実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されずに種々の変形が可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の反射型液晶表示装置用照明導光板によると、導光板内に導入された照明光は全反射によって反射型液晶表示装置の表示領域全域に伝播させられ、導光板に設けられた拡散性のホログラムによりその内部で全反射によって伝播させられている照明光が反射型液晶表示装置側に拡散光として回折されて出るようになっているので、表示装置を薄く保ったまま、表示領域全域を均一に照明することができる。また、光源に近い領域のホログラムに比較して、光源から離れた領域のホログラムの平均回折効率を高くすることにより、その均一性をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による導光板を配置した反射型液晶表示装置の１例の断面図である。
【図２】本発明による他の導光板を配置した反射型液晶表示装置の１例の断面図である。
【図３】本発明による導光板に用いるホログラムを撮影するための基本配置を示す図である。
【図４】ホログラムに回折効率分布を持たせるために予め選択領域を失活させる配置を示す図である。
【図５】ホログラム撮影の際にホログラムに回折効率分布を持たせるための配置を示す図である。
【図６】反射型ホログラムカラーフィルターを用いた反射型液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図７】体積型反射ホログラムの撮影方法とその作用を説明するための図である。
【図８】反射型ホログラムカラーフィルターの作用を説明するための図である。
【符号の説明】
１…液晶層
２、３…透明ガラス基板
４…透明対向電極
５…透明画素電極
６…ＴＦＴ
７、８…偏光板
９…反射型ホログラムカラーフィルター
９Ｒ、９Ｇ、９Ｂ…ホログラム要素
１０…反射型液晶表示装置
１１…照明光
１２…表示光
２０…ホログラム感光材料
２０’…ホログラム
２１…物体光
２２…参照光
２３…照明光（環境光）
２４…反射回折光
２５…非回折光
３０…導光板
３１…平行平面板
３２…透過型ホログラム
３２’…微細ホログラム
３３…光源
３４…集光鏡
３５…照明光
３６…回折光
３７…導光板
３８…反射型ホログラム
３８’…微細ホログラム
４０…透過型ホログラム感材
４１…参照光
４２…物体光
４３…拡散板
４４…透明プリズム体
４５…透明プリズム体のホログラム感材貼り付け面
４６…透明プリズム体の参照光入射面
４７…透明プリズム体の物体光入射面
５０…反射型ホログラム感材
５１…参照光
５２…物体光
５３…透明プリズム体
５４…透明プリズム体のホログラム感材貼り付け面
５５…透明プリズム体の参照光入射面
５７…グラデーションマスク
５８…失活光
５９…グラデーションマスク
Claims (12)
- 付属した光源からの照明光により反射型液晶表示装置の観察側から照明するための導光板において、前記光源が前記導光板の端面に面して配置され、その端面から前記導光板内に導入された照明光は全反射によって前記反射型液晶表示装置の表示領域全域に伝播させられ、前記導光板に設けられた拡散性のホログラムによりその内部で全反射によって伝播させられている照明光が前記反射型液晶表示装置側に拡散光として回折されて出るようになっていることを特徴とする反射型液晶表示装置用照明導光板。
- 請求項１において、前記ホログラムはパターニングされてホログラム記録域と非記録域に分けられていることを特徴とする反射型液晶表示装置用照明導光板。
- 請求項２において、前記ホログラム記録域の非記録域に対する面積割合が、前記光源に近い程小さく、前記光源から離れるに従って大きくなっていることを特徴とする反射型液晶表示装置用照明導光板。
- 請求項１から３の何れか１項において、前記反射型液晶表示装置はカラー液晶表示装置であることを特徴とする反射型液晶表示装置用照明導光板。
- 請求項４において、前記反射型液晶表示装置の色表示用カラーフィルターは、表示色に対応してパターニングされた反射型ホログラムカラーフィルターであることを特徴とする反射型液晶表示装置用照明導光板。
- 請求項１から５の何れか１項において、前記反射型液晶表示装置の観察側に空気層を介在させて配置されていることを特徴とする反射型液晶表示装置用照明導光板。
- 請求項５において、前記ホログラムからの回折光の主光線の角度が、前記反射型ホログラムカラーフィルターに対する再生光主光線の角度と略同じであることを特徴とする反射型液晶表示装置用照明導光板。
- 請求項１から７の何れか１項において、前記ホログラムは透過型ホログラムであることを特徴とする反射型液晶表示装置用照明導光板。
- 請求項１から７の何れか１項において、前記ホログラムは反射型ホログラムであることを特徴とする反射型液晶表示装置用照明導光板。
- 請求項１において、前記光源に近い領域のホログラムに比較して、前記光源から離れた領域のホログラムの回折効率が高いことを特徴とする反射型液晶表示装置用照明導光板。
- 請求項３において、前記ホログラムは、前記ホログラム記録前に、網点の大きさ、頻度にグラデーションを付けたマスクを介してホログラム感材を感光させる光を照射して、ホログラム感材の一部の領域を失活させたものであることを特徴とする反射型液晶表示装置用照明導光板。
- 請求項３において、前記ホログラムは、前記ホログラム記録時に、網点の大きさ、頻度にグラデーションを付けたマスクを介して記録したものであることを特徴とする反射型液晶表示装置用照明導光板。
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